[实用新型]一种基于垂直起降固定翼无人机的海洋航磁探测系统

说明书

本实用新型涉及航测采集技术领域，特别涉及一种基于垂直起降固定翼无人机的海洋航磁探测系统，微型航磁探测系统包括：光泵磁力仪探头；光泵磁力仪控制系统，所述光泵磁力仪控制系统与光泵磁力仪探头控制连接，测量发生磁共振吸收现象时的射频线圈频率，通过磁旋比系数计算获得外磁场强度数据；三轴磁通门探头，所述三轴磁通门探头对X轴、Y轴、Z轴方向相互正交的时变磁场进行测量；GPS天线，激光高度计，获得的高程数据；多数据同步采集及航磁补偿系统，所述多数据同步采集及航磁补偿系统与光泵磁力仪控制系统、三轴磁通门探头、GPS天线和激光高度计连接，所述多数据同步采集及航磁补偿系统还与连接计算机地面站系统连接。

技术领域

本实用新型涉及航测采集技术领域，特别涉及一种基于垂直起降固定翼无人机的海洋航磁探测系统。

背景技术

航空磁力探测(简称航磁探测)最早用于海军针对潜艇引起的磁异常进行探测，后用于民用的航空物理勘探工作。伴随着应用技术的成熟，无人机在航磁探测中的应用显著增加，无人机搭载航磁探测设备能够快速部署，高效、高精度的采集数据，开展大比例尺航磁作业不仅能够消除地面地表等干扰物和起伏地形产生的影响，充分节省成本，而且也能够在地质环境和安全标准禁止有人驾驶飞机磁测系统的环境中，可以根据最佳的地形空间来承担探测任务甚至能比载人飞行器航磁系统提供更好质量的探测数据。在陆地上各种不同地质条件下，无人机航磁均取得了一定进展。2009年10月16日，我国第一套无人机陆地航磁探测系统在内蒙古赤峰市敖汉旗贝子府地区进行了首次试飞，并取得了成功。该系统由中科院遥感所牵头，中科院大气物理所、电子所、地质与地球物理所及北京大学现代物理中心等多家单位共同承担[1]。以CH-3无人机为平台的航磁探测系统具有飞行质量高、可夜航作业、方便灵活等特点,该系统已经在黑龙江多宝山地区开展了试验性面积测量工作,数据质量优秀。

依托于2017年国家科技部重点研发计划重大科学仪器设备开发重点专项建设，由上海通用卫星导航有限公司作为总体承担单位，其他七家单位共同参与开发的具有自主知识产权、质量稳定可靠、核心部件国产化的无人机载高精度磁力仪，2019年5月21日，科技部高技术研究发展中心组织中期检查专家在北京对“机载高精度磁力仪”(2017YFF010744)项目进行会议检查，项目进展达到中期检查的要求[3]。

海洋覆盖地球表面70％，是全球物质、能量以及生物循环最为活跃的地方，与人类发展息息相关。同时，海洋又遮掩住海底的地貌构造起伏。因此，如何高效地进行高分辨率海洋探测是当今海洋科学调查技术与方法发展的必然趋势与前沿科学问题。据介绍，海洋地壳含有丰富的磁性矿物，测量海洋上方的磁场异常分布，是研究海底构造和矿产资源分布的有效地球物理手段。传统的海洋磁测包含卫星磁测和船载拖曳式测量两种主要方式。前者分辨率不高，后者的测量效率太低。如何高效地获得高空间分辨率的海洋磁场异常图，极具挑战。

受制于海洋磁测环境，我国海洋无人机航磁探测技术发展总体落后于陆地无人机磁测，目前还没有真正用于船载的无人机航磁探测系统，相关的无人机平台主要依赖陆地起降，难以满足远距离磁测任务。国家海洋局第一海洋研究所2007年依托国家863计划成功申报了“基于无人机的海洋航空磁力探测系统研制”项目。2013年，联合潍坊天翔航空公司，利用V750双座直升机进行无人机改造，加装国产磁力仪及补偿系统完成了400km测线里程的海洋岸线附近地区无人机航空磁测试验。国土资源部航空物探遥感中心在大型飞机的航空磁力测量方面具有丰富的实践经验。2012年，航遥中心开始启动“无人机航磁探测系统的研制与试验”项目，并由西北工业大学第365研究所负责无人机平台的设计和集成工作，目前正计划在沿海地区开展无人机飞行测试。2013年底，海军海洋测绘研究所联合中船重工715所，在天津大港海滨区域开展了基于无人直升机的海洋航磁探测试验，并利用水面无人船进行同步磁力测量作业进行检核验证，提出了基于小型单双坐载人水上飞机进行无人机改造的设想，并成功取得专利。

随着无人机平台技术的逐步成熟，陆地无人机航空磁力测量技术得到迅猛发展，并逐步走向成功应用，基于无人机平台的海洋航空磁力测量也渐渐成为研究的热点，有望成为一种新的海洋磁测技术手段。